增强综采工作面采空区安全的措施分析

边龙龙

摘 要：我国是重要的煤炭产出国，煤炭资源的大量开采，造成了存在着大量的采空区，采空区的存在，容易引发冒落、塌陷、火灾等灾害，对于煤矿自身的开采及地表周围的设施设备都具有严重的安全威胁，必须采取有效的方式对采空区进行处理，保证采空区的安全，从而保证煤矿生产的安全运行。文中依据采空区存在的灾害，提出了相应的增强采空区安全的措施，为煤矿的安全生产提供参考。

关键词：采空区;安全;灌浆技术;崩落法;通风处理

煤炭资源是社会经济发展的重要的能源支撑，煤炭资源的开采需要大量的人力物力投入，在煤矿开采过程中，需要将地下煤层不断的挖掘运输出来进行处理，形成所需的产品。在地下煤层的开采上，采用打通煤层隧道的方式将煤炭运出，以便形成合理的开采工作面。随着综采技术的广泛使用，对于开采工作面的空间要求逐渐增加，在开采过程中，煤炭不断的运出，在煤层底部容易形成采空区[1]。采空区内环境复杂且各种危险因素存在，容易引起地压灾害、水害及内部火灾等危险，对于采空区必须采取有效的安全管理措施，保证采空区的安全。

1 采空区危害性

采空区的形成与煤矿开采的生产活动密切相关，采空区的存在对于生产及周边生活设施带来一定的危害性。采空区首要的危害性在于地压作用产生的地质灾害，一些采空区形成以后，没有经过冒落处理，使得采空区支撑不稳定，长期对矿井及上部地表建筑设施构成危害。对于采用房柱采煤形成的采空区，房柱容易山城失稳，导致顶板的垮塌，无法长期的保证上部的稳定性，容易引起地面的塌陷，对于地表的生产生活活动造成危害[2]。如果采空区处在高坡或者水库等下部，还会引起次生灾害，对生命及财产安全造成危害，造成不良的社会影响。

采空区在进行处理时，由于存在埋深过浅的问题，顶板失效容易造成与地表之间形成一定的裂缝，导致空气的自由流通，容易引起矿井内部煤炭的自燃，对生产活动造成严重的影响，并且破坏了矿井周边的环境[3]。采空区内保留有一定的煤柱，这些煤柱对于采空区的支撑强度具有一定的作用，但是在对于采空区的上下方进行作业时，这些煤柱就会影响开采过程的顺利进行，对生产过程造成干涉及危害。

2 增强采空区安全的实践措施

采空区一旦发生灾害，首先在于具有巨大的破坏性，采空区的冒落伴随着一定的冲击波，对于井下人员及设备造成破坏，同时造成地表塌陷，地表塌陷如图1所示，对地表人员及设备造成伤害;其次，采空区的灾害发生具有突发性，不能做到有效的预测，突发性灾害的发生，由于人员及设施设备无法正常的撤退或者组织有效的应对，会造成严重的损失。对采空区进行一定的安全措施管理，必须做到保证采空区的安全，同时尽量避免影响进行中的生产活动或者以后规划的开采作业。

2.1 灌浆技术的实施

灌浆技术是对采空区进行综合处理的有效方式，在采空区的安全管理中具有广泛的应用。灌浆技术工艺流程如图2中所示，将地面灌浆与矿井内部的灌浆结合在一起，采用同样的操作规范，对地面及矿井内部的灌浆同时进行，保证采空区的稳定性。在煤矿开采过程中，会产生一定的瓦斯气体，这些气体在采空区中更是存在着严重的危险，容易引发采空区的爆炸或者火灾等危险事故[4]。在对采空区进行作业时，必须严格按照实施规范，首先对采空区的通风情况进行有效的处理，根据采空区内的风机的实际工作情况，制定相应的处理措施，在保证施工安全的情况下，对采空区进行灌浆处理。

施工环境中的有毒有害气体的存在，对于实际的灌浆效果也会产生一定的影响，必须根据现场的实际生產条件，确定这些气体存在对于喷浆灌浆的影响，然后指定综合有效的措施，从系统的通风性到灌浆的实际操作上，来保证灌浆实施的效果，提高采空区的安全性。

2.2 崩落法的应用

采用崩落法对采空区进行处理，即通过爆破的方式直接将采空区与地表之间进行崩落，消除了采空区，后续的开采作业由矿井开采转变为了露天开采作业。或者采用崩落法将周边部分的岩石崩落，填充入采空区中，这样可以将采空区与位于下部的生产区进行隔离，防止围岩突然发生冒落时，对底部生产区造成的冲击作用，减少对生产活动的影响[5]。

对采空区采用崩落法，必须科学合理的计算需要进行爆破的地点及数量，对于不需要爆破的区域采取有效的安全措施，保证生命财产的安全，在实施过程中，必须要由专业的爆破人员进行现场的勘查及实施，根据实际的运行条件及情况，实施科学合理的爆破工作，避免产生人为造成的事故及对周边环境的影响。

2.3 危害性气体的有效处理

采空区内存在着大量的有毒有害气体，这些气体具有一定的危险性，容易引发爆炸或者火灾事故，并且对于采空区内的支撑设备，造成一定的腐蚀性，影响采空区的安全。对于采空区的这些危害性气体，首先要建立科学有效的通风系统，降低采空区内的危害性气体的浓度，避免气体对施工作业人员的安全产生威胁。同时，（下转第245页）（上接第242页）对于采空区内的气体，在进行后续的开采作业时，要保证采空区与作业区之间的相互隔离，制定相应的封闭措施，杜绝气体的流通，并且在封闭区域采取先进的检测技术，对密封效果进行实时的检测，避免出现泄漏造成危害。当采空区与作业区存在上下重叠的关系时，要采取泄压的方式，对采空区内的气体进行有效的疏导，减小采空区内部的压力，保证开采作业的安全有效的运行。

3 结论

采空区是随着煤矿开采过程产生的，采空区的灾害发生具有复杂性，需要对采空区的物理构造、空间结构及岩层分布等进行明确的分析，采空区的安全对于煤炭资源的安全生产具有重要的影响，必须对采空区进行有效的管理措施，保证采空区的安全，文中提出的灌浆技术、崩落法及通风处理，在一定程度上可以提高采空区的安全性。对于采空区的安全来说，要做到保证采空区的绝对安全，还需要对采空区的在现有的基础上不断进行研究，采用新型的技术方式不断提高采空区的安全性。

参考文献：

[1]王海军.煤矿采空区综合勘探三维信息管理系统研究[J].能源与环保，2018，40（11）：99-104.

[2]衣方，李泽华，李孝林，王雷，张志强，马平.露天矿采空区综合治理爆破技术方案[J].露天采矿技术，2018， 33（03）：65-68.

[3]徐刚，胡静云，李庶林.特大采空区侧上方采矿地压安全综合研究[J].矿业研究与开发，2016，36（10）：109-115.

[4]李生生，高晓耕，周禹良，梁敏.综合物探技术在采空区勘探中的应用[J].煤矿安全，2016，47（07）：62-65.

[5]章林，孙国权，李同鹏，刘海林，汪亮，陆玉根.地下矿山采空区探测及综合治理研究与应用[J].金属矿山，2013 （11）：1-4+138.